冲压工艺与模具设计测试题库及答案解析.docx
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1、冲压工艺与模具设计试题库及答案一填空题1 .冷冲压的优点有:生产率高、操作简便,尺寸稳定、互换性好,材料利用率高。2 .冷冲压是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形, 从而获得所需零件的一种加工方法。3 . 一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加,所有的强 度、硬度都 提高,同时塑性指标 降低,这种现象称为冷作硬化。4 .拉深时变形程度以拉深系数m表示,其值越小,变形程度越大。5 .材料的屈强比小,均匀延伸率大有利于成形极限的提高。6 .冲裁件的断面分为圆角,光面,毛面,毛刺四个区域.7 .翻孔件的变形程度用 翻孔系数K表示,变形程度最大时
2、,口部可能出现 开裂8 .缩孔变形区的应力性质为 双向压缩应力,其可能产生的质量问题是 失稳起皱9 .精冲时冲裁变形区的材料处于 三向压应力,并且由于采用了极小的间隙,冲裁件尺寸 精度可达IT8-IT6级.10 .冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。11 .落料和冲孔属于 分离工序,拉深和弯曲属于 成形工序。12 .变形温度对金属塑性的影响很大,一般来说,随着变形温度的升高,塑性提高,变形抗力 降低。14 .材料在塑性变形中,变形前的体积等于变形后的体积,用公式来表示即:e1+e2+e3=0o15 .冲裁的变形过程分为弹性变形,塑性变形,断裂分离三个阶段。16.冲裁模工作零 件刃口尺寸计
3、算时,落料以凹模 为基准,冲孔以凸模 为基准,凸模和凹模的制造精度比工 件高2-3级。17 .冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定 位误差和下料误差,确保 冲出合格的制件。18 .弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的,校正弯曲比自 由弯曲时零件的尺寸精度要高。19 .拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂 其程度一般用板厚方向性系数在几个特殊方向上的平均差值Ar (称为板平面方向性系数)。r值越大,则方向性越明显,对冲压成形性能的影响也越大。4 .冲压成形性能?答:材料对各种冲压成形方法的适应能力。冲压成形性能包括两个方面:一是成形极
4、限,二 是成形质量。材料冲压成形性能良好的标志是:材料的延伸率大,屈强比小,屈弹比小,板厚方向性r大, 板平面方向性值小.5 .冲压对材料的基本要求为:具有良好的冲压成形性能,如成形工序应具有良好的塑性(均 匀伸长率6j高),屈强比os/ob和屈弹比os/E小,板厚方向性系数r大,板平面方向性系数Ar 小.具有较高的表面质量,材料的表面应光洁平整,无氧化皮、裂纹、锈斑、划伤、分层等缺 陷.厚度公差应符合国家标准.8.什么是冲裁间隙?为什么说冲裁间隙是重耍的。答:凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。冲裁模间隙都是指的双面间隙,间隙值用字母 Z表示。间隙之所以重要,体现在以下几个方面:1)冲裁间
5、隙对冲裁件质量的影响(1)间隙对断面质量的影响 模具间隙合理时,凸模与凹模处的裂纹(上下裂纹)在冲压过 程中相遇并重合,此时断面塌角较小,光面所占比例较宽,毛刺较小,容易去除。断面质量较 好;如果间隙过大,凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离,上下裂纹未重合部分的 材料将受很大的拉伸作用而产生撕裂,使塌角增大,毛面增宽,光面减少,毛刺肥而长,难 以去除,断面质量较差;间隙过小时,凸模与凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开一段距离上下裂纹中间的一部 分材料,随着冲裁的进行将进行二次剪切,从而使断面上产生二个光面,并且,由于间隙的 减小而使材料受挤压的成分增大,毛面及塌角都减少,毛刺变少,
6、断面质量最好。因此,对于普 通冲裁来说,确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键.(2)冲裁间隙对尺寸精度的影响材料在冲裁过程中会产生各种变形,从而在冲裁结束后, 会产生回弹,使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其结果,有的使制件尺寸变大,有 的则减小。其一般规律是间隙小时,落料件尺寸大于凹模尺寸,冲出的孔径小于凸模尺寸; 间隙大时,落料件尺寸小于凹模尺寸,冲出的孔径大于凸模尺寸.2)冲裁间隙对冲压力的影响一般来说,在正常冲裁情况下,间隙对冲裁力的影响并不大,但间隙对卸料力、推件力的影 响却较大。间隙较大时,卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小,从凸模上卸料或从凹模内 推料都较为容易,当单边
7、间隙大到15%20%料厚时,卸料力几乎等于零。3)冲裁间隙对冲模寿命的影响由于冲裁时,凸模与凹模之间,材料与模具之间都存在摩擦。而间隙的大小则直接影响到摩 擦的大小。间隙越小,摩擦造成的磨损越严重,模具寿命就越短,而较大的间隙,可使摩擦 造成的磨损减少,从而提高了模具的寿命.10、根据图示零件,完成以下内容:1)工作零件刃口尺寸;答:1)刃口尺寸如下表:冲裁 性质严计算公式凹模尺寸注法凸模尺寸注法58-0.7457.6+0o 18落料38-0o 6230-0.52DA=(Dmax-xA) +06A37o 7+0.1629o 7+0o 13凸模尺寸按实际尺寸配置, 保证双边间隙0o 25-0o3
8、6mm16-0o4416o 8+0.11R8R7o 9+0.06冲孔(j)3.5+0.3dT= (dmin+xA) 0-6T凹模尺寸按凹模实际尺寸配 置,保证双边间隙0。250。3.65-0o 0836mm中心140o 055距170.0554 ,模具总装图及主要工作零件图1簧片2-螺钉3-下模座4一凹模5-螺钉6承导料7-导料板8始用挡料销9、26-导柱 10、25导套11挡料钉12卸料板13-上模座14凸模固定板15-落料凸模16冲孔 凸模17-垫板18圆柱销19一导正销20模柄21防转销22内六角螺钉23圆柱销 24-螺钉总装图11 .弯曲变形的特点?答(1)只有在弯曲中心角巾的范围内,
9、网格才发生显具的变化,而在板材平直部分,网格 仍保持原来状态。(2)在变形区内,板料的外层想纤维受力而拉伸,内层纵向纤维受压而缩短。(3)在弯曲变形区内板料厚度有变薄。(4)从弯曲变型区域的横断面看,对于窄板和宽板各有变形情况。12 .控制回弹措施有哪些?答(1)尽量避免用过大的相对弯曲半径r/t采用合适的弯曲工艺。(3)合理设计弯曲模结构。13 .产生偏移的原因是什么,控制偏移的措施是:什么?答:弯曲坯料形状不对称,弯曲件两边折弯不相等,弯曲凸凹模结构对称。控制偏移的措施是::(1)采用压料装置(2)利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺孔,用定位销插入孔中定位,使坯料无法移动.1 3)根据偏移量的
10、大小,调用定位元件的位移来补偿偏移。(4)对于不同零件,先成对的弯曲,弯曲后再切断。(5)尽量采用对称的凸凹结构,使凹模两变圆角半径相等,凸凹间隙调整对称.15 .弯曲件设计时候要注意的问题?答:(1)坯料定位要准确,可靠,尽可能采用坯料的孔定位,防止坯料在变形过程中发生偏移.(2)模具结构不应防碍坯料在弯曲过程中应有的转动和移动,避免弯曲过程中坯料产生过 渡变薄和断面发生畸变。(3)模具结构应能保证弯曲时上,下模之间水平方向的错移力平衡。(4)为了减小回弹,弯曲行程结束时应使弯曲件的变形部位在模具中得到较正。(5)弯曲回弹量较大的材料时,模具结构上必须考虑凸凹模加工及试模时便于修正的可能 性
11、.16 .拉深变形可划分为哪五个区域?答?(1)缘平面部分 (2)凸缘圆角部分(3)筒壁部分(4)底部圆角部分(5)筒底部分17 .影响极限拉深系数的原因有哪些?答:(1)材料的组织与力学性能(2)板料的相对厚度t/D(3)摩擦与润滑条件(4)模具的几何参数除次之外还有拉深方法,拉深次数,拉深速度,拉深件形状等。18 .提高拉深变形程度的措施?答:(1)加大坯料直径(2)适当的调整和增加压料力(3)采用带压料筋的拉深模(4)采用反拉深方法19 .拉深模的分内?答:按使用的压力机类型部同,可分为单动机上使用的拉深模与双动机上使用的拉深模:按 工序的组合程度部同,可分为单工序拉深模,复合拉深模与级
12、进拉深模:按结构形势与使用 要求部同,可分为首次拉深与后次拉深模,有压料装置与无压料装置拉深模,顺装式拉深模与 倒装式拉深模,下出件拉深模与上出件拉深模。20 .拉深时产生拉裂原因?控制措施?答:原因为:在拉深过程中,由于凸缘变形区应力变很部均匀,靠近外边缘的坯料压应力大 于拉应力,坯料应变为最大主应力,坯料有所增厚:而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应 力,其拉应变为最大主应力,坯料有所变薄.变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面,当 壁筒的最大拉应力超多了该危险断面的抗应力时,会产生拉裂.措施:适当增大凸凹模圆角半径,降低拉深力,增大拉深次数,在压料圈底部和凹模上涂润滑 剂等方法避免拉裂产生。
13、21 .影响极限翻孔系数的主要因素是什么?答:(1)材料的性能。(2)预制孔的相对直径d/to(3)预制孔的加工方法.翻孔的加工方法。22 .校平与整形的特点为?答:(1)使工件的局部产生不大的塑性变形,以达到提高工件形状和尺寸精度,使符合零件图 样要求.(2)由于校平与整形后工件的精度较高,因而模具精度要求也较高。(3)所用的设备要有一定刚性,最好使用精压机。23 .此模具的特点为:(1)采用通用模架,更换凸模,组合凹模等零件,可反挤压不同的挤压件,还可进行正挤压。(2)凸、凹模同轴度可以调整,即通过螺钉和月牙形板调整凹模位置,以保证凸、凹模同轴 度.(3)凹模为预应力组合凸凹模结构,能承受
14、较大的单位挤压应力。(4)对于黑色金属反挤压,其挤压件可能箍在凸模上,因而设置了卸料装置,卸料板做成 弯形是为了减少凸模长度。(5)因黑色金属挤压力很大,所以凸模上端和顶件器下端做成锥形,以扩大支撑面积。24 .什么叫冷挤压,它有哪些方法?答:在常温下挤压模具腔内的金属施加强大的压力,使之从模孔或凸、凹模间隙中挤出而获 得所需要的零件的一种加工方法.可以分为四类分别为是:正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压。25 .翻边应注意的问题? 答:伸长类曲面翻边时会出现起皱现象,模具设计时采用强力压料装置来防止,另外为创造有 利翻边的条件,防止中间部分过早的翻边而引起竖立边过大的伸长变形甚至开裂,同时冲
15、压 方向的选取应保证翻边作用力在水平方向上平衡,通常取冲压与坯料两端切线构成角度相 同.31 .级进模的特点及应用范围是什么?答:(1)在同一副模具不同工位上可同时完成冲裁、弯曲、拉深和成形等多道工序,具有比其 他类型冲模有更高的工作效率。(2)级进模容易实现自动化,包括自动送料、自动出件、自动叠片。(3)级进模结构复杂、加工精度较高,因而模具的设计、制造、调试、维修等技术要求较高。(4)级进模适合大批量生产加工,被加工的零件有足够的产量和批量。(5)使用级进模生产,材料利用率较低。32 .多工位级进模排样设计的内容是什么?答:(1)确定模具的定位数目、各工位加工内容和各工位冲压顺序;确定被冲
16、工件在条料上的排列方式;(3)确定载体的形式;(4)确定条料宽度和步距尺寸,从而确定材料的利用率;(5)基本确定各工位的结构;33 .多工位级进模排样设计应考虑的其他因数是哪些?答:(1)排样时,应合理布置冲裁和成形工位的相对位置,使冲压负荷尽可能平衡,以便冲压中心 接近设备中心;(2)对于弯曲工序,还要考虑材料的纤维方向;(3)对于倒冲或切断、切口的部分,应注意毛刺方向,因为倒冲时,毛刺留在上表面,切断和 切口时,被切开工件的毛刺一边在上面,另一边在下面;通过以上分析,综合各方面的因数,设计多个排样方案进行比较,并要对每个排样方案计算出 材料的利用率,再进行经济效率分析,最后选择一个相对较为
17、合理的排样方案.34 .影响模具正常送进的主要障碍是是指什么?冲裁毛刺或油垢;带有弯曲、成形的零件再条料上成形后或进行弯曲、成形工位的凹模工作 平面高低不平;模具内各种侧向或倒向工作机构的故障以及冲裁时条料的额外变形和位移产 生的送料障碍等。再设计多工位级进模时,应充分考虑这些因数,以保证条料的正常送进。35 .影响冲压模具寿命的主要因数是什么?答:(1)冲压工艺及模具设计对模具寿命影响。(2)模具材料对模具寿命影响。(3)模具的热处理对模具寿命影响。(4)模具零件毛坯的铸造和预处理对模具寿命影响.(5)模具加工工艺对模具寿命影响。37改善模具寿命的措施有哪些?答:(1)优选模具材料.(2)改
18、善模具结构。(3)制定合理的冲压工艺。(4)制定合理的热加工工艺。38.冷冲模具应有的力学性能是什么?答::(1)应有较高的变形抗力。 应有较高的断裂抗力。(3)应有较高的耐磨性及抗疲劳性能.(4)应有较好的冷、热加工工艺性。39.冲压模具工作零件材料的要求是什么?答:(1)良好的耐磨性。(2)良好的热处理工艺性能.(3) 一定的冲击韧性。(4)良好的抗黏结性。另外,冲模一般零件选用的材料应具有一定的力学性能、机械加工性能.47用配合加工法计算下图零件的凸模和凹模刃口尺寸。已知:Zmin=0.246 , Zmax=0.360答:考虑到工件形状复杂,宜采用配作法加工凸、凹模.此制件为落料件,故以
19、凹模为基准件 来配作凸模.凹模磨损后其尺寸变化有三种情况,见图b。(1)凹模磨损后尺寸变大的:700。37、53;其计算公式:AA=(AmaxxA) +06A查表 35 得:xl=Oo 5, x2=0.75 ,取 6A= A/4将已知数据代入公式得:A1A =(70-0.5x0o 4)=69.8mmA2A= (53-0.75x0o 37) =52.72mm(2)凹模磨损后尺寸变小的:32;其计算公式:BA=(Bmin+xA) 0-6A查表35得x=0.5,取5A=A/4将已知数据代入公式得:BA= (32+0o 5x0.79) = 32.4mm(3)凹模磨损后尺寸不变的:30;其基本公式为 C
20、A=(Cmin+0o 5A) 0.56A取 6A= A/4将已知数据代入公式得:CA=(30+0o 5x0.52) 0.5x=30.260.07mm查表得:Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制,保证双面间隙值为(0.2460。360) mm.49.试述冲裁间隙是重要性。(10分)答:冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力大小及模具寿命都会产生影响。1)冲裁间隙对质量的影响:间隙对断面质量的影响模具间隙合理时,冲裁件断面塌角较小,光面所占比例较宽,对于软 钢板及黄铜约占板厚的三分之一左右,毛刺较小,容易去除。断面质量较好;间隙过大时, 使塌角增大,毛面增宽,光面
21、减少,毛刺肥而长,难以去除,断面质量较差;间隙过小时,毛面 及塌角都减少,毛刺变少,断面质量最好.因此,对于普通冲裁来说,确定正确的冲裁间隙 是控制断面质量的一个关键.冲裁间隙对尺寸精度的影响材料在冲裁过程中会产生各种变形,从而在冲裁结束后,会产 生回弹,使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其结果,有的使制件尺寸变大,有的则 减小。其一般规律是间隙小时,落料件尺寸大于凹模尺寸,冲出的孔径小于凸模尺寸八诃隙 大时,落料件尺寸小于凹模尺寸,冲出的孔径大于凸模尺寸。同时,在一般情况下,间隙越 小,制件的尺寸精度也越高。2)冲裁间隙对冲压力的影响:冲裁力随着间隙的增大虽然有一定程度的降低,但当单边间
22、 隙在5%10%料厚时,冲裁力降低并不明显,因此,一般来说,在正常冲裁情况下,间隙对 冲裁力的影响并不大,但间隙对卸料力、推件力的影响却较大.冲裁间隙对冲模寿命的影响:间隙是影响模具寿命的主要因素,由于冲裁时,凸模与凹模之间, 材料与模具之间都存在摩擦。而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小.间隙越小,摩擦3)造成的磨损越严重,模具寿命就越短,而较大的间隙,可使摩擦造成的磨损减少,从而提 高了模具的寿命。综上所述,冲裁间隙较小,冲裁件质量较高,但模具寿命短,冲压力有所增大;而冲裁间隙 较大,冲裁件质量较差,但模具寿命长,冲压力有所减少.因此,我们应选择合理间隙。52、看图回答问题(15分)1 .该
23、模具为单工序模还是级进模或者是复合模?2 .指出图中各序号的名称3 .说明图中条料的定位方式及卸料方式,总冲裁力包括哪些力?答:(1)。该模具为倒装式复合模。(2).见图说(3).条料送进时,由导料销12控制方向,由活动挡料销11控制步距;冲孔废料由冲孔凸 模从上往下推下(推件力),条料废料由弹性卸料装置13、19卸下(弹性卸料力),工件由 打料机构从落料凹模推下。其总冲压力为:冲裁力(冲孔力+落料力)+弹性卸料力+推件力53、什么是冲裁间隙?冲裁间隙与冲裁件的断面质量有什么关系?冲裁凸模与凹模横向尺寸的差值称为冲裁间隙。间隙小冲裁件的断面质量较好54弯曲回弹的表现形式是什么?产生回弹的主要原
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